钻杆加厚过渡带几何结构对应力集中的影响

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• 出版年：2006
• 作者：冯少波；林元华；施太和；骆发前；赵鹏
• 单位1：西南石油学院石油管力学和环境行为重点实验室
• 出生年：1978
• 学历：博士研究生
• 语种：中文
• 作者关键词：钻井；钻杆；加厚过渡带；失效；应力集中；有限元
• 起始页：76
• 总页数：3
• 经费资助：CNPC应用基础研究项目“复杂工况下钻柱安全性关键因素研究（编号：04A40402）”部分成果。
• 刊名：石油钻采工艺
• 是否内版：否
• 刊频：双月刊
• 创刊时间：1979
• 主管单位：中国石油天然气集团公司
• 主办单位：华北油田分公司；华北石油管理局
• 主编：张建军
• 地址：河北省任丘市华油采油工艺研究院
• 邮编：062552
• 电子信箱：cyy_bjb@petrochina.com.cn
• 网址：syzc.chinajournal.net.cn
• 卷：28
• 期：1
• 期刊索取号：P714.06 432
• 数据库收录：全国中文核心期刊；中国科技论文统计源期刊；美国《石油文摘》（PA）收录期刊；中国石油天然气集团公司优秀期刊
• 核心期刊：全国中文核心期刊

摘要

油气井钻井过程中，钻杆主要失效部位是加厚过渡带处，该处容易形成应力集中，尤其在狗腿井段中的交变载荷作用下，表面易形成疲劳裂纹源，导致刺漏甚至断裂事故的发生。针对这一情况，应用有限元软件建立钻杆加厚过渡带力学模型。该模型公母接头共同建模，可以施加轴向拉力、内外压力、扭矩和弯矩，能很好地模拟狗腿井段的钻杆受力，为改进钻杆加厚过渡带结构设计提供理论依据。力学分析结果表明，最大应力出现在加厚过渡带内锥面消失处，且母接头端的应力比公接头端应力水平高；减小加厚过渡带内孔直径、增加内锥面长度、加大内锥面消失处圆角半径都可以减小钻杆应力集中系数。但在现有加厚过渡带结构的基础上改变加厚过渡带尺寸对减小钻杆应力集中效果并不明显，建议从改变加厚过渡带结构上入手来降低钻杆的应力集中系数。